concreto
1. INTRODUCCIN GENERAL AL CONCRETO
El concreto es un material durable y resistente pero, dado que
se trabaja en su forma lquida, prcticamente puede adquirir
cualquier forma. .Esta combinacin de caractersticas es la razn
principal por la que es un material de construccin tan popular para
exteriores.Ya sea que adquiera la forma de un camino de entrada
amplio hacia una casa moderna, un paso vehicular semicircular
frente a una residencia, o una modesta entrada delantera, el
concreto proporciona solidez y permanencia a los lugares donde
vivimos.
En la forma de caminos y entradas, el concreto nos conduce a
nuestro hogar, proporcionando un sendero confortable hacia la
puerta .Adems de servir a nuestras necesidades diarias en escalones
exteriores, entradas y caminos, el concreto tambin es parte de
nuestro tiempo libre, al proporcionar la superficie adecuada para
un patio.
El concreto de uso comn, o convencional, se produce mediante la
mezcla de tres componentes esenciales, cemento, agua y agregados, a
los cuales eventualmente se incorpora un cuarto componente que
genricamente se designa como aditivo. Al mezclar estos componentes
y producir lo que se conoce como una revoltura de concreto, se
introduce de manera simultnea un quinto participante representado
por el aire.
La mezcla intima de los componentes del concreto convencional
produce una masa plstica que puede ser moldeada y compactada con
relativa facilidad; pero gradualmente pierde esta caracterstica
hasta que al cabo de algunas horas se torna rgida y comienza a
adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerpo
slido, para convertirse finalmente en el material mecnicamente
resistente que es el concreto endurecido.
La representacin comn del concreto convencional en estado
fresco, lo identifica como un conjunto de fragmentos de roca,
globalmente definidos como agregados, dispersos en una matriz
viscosa constituida por una pasta de cemento de consistencia
plstica. Esto significa que en una mezcla as hay muy poco o ningn
contacto entre las partculas de los agregados, caracterstica que
tiende a permanecer en el concreto ya endurecido.
Consecuentemente con ello, el comportamiento mecnico de este
material y su durabilidad en servicio dependen de tres aspectos
bsicos:
1. Las caractersticas, composicin y propiedades de la pasta de
cemento, o matriz cementante, endurecida.2. La calidad propia de
los agregados, en el sentido ms amplio.3. La afinidad de la matriz
cementante con los agregados y su capacidad para trabajar en
conjunto.En el primer aspecto debe contemplarse la seleccin de un
cementante apropiado, el empleo de una relacin agua/cemento
conveniente y el uso eventual de un aditivo necesario, con todo lo
cual debe resultar potencialmente asegurada la calidad de la matriz
cementante.
En cuanto a la calidad de los agregados, es importante adecuarla
a las funciones que debe desempear la estructura, a fin de que no
representen el punto dbil en el comportamiento del concreto y en su
capacidad para resistir adecuadamente y por largo tiempo los
efectos consecuentes de las condiciones de exposicin y servicio a
que est sometido.
Finalmente, la compatibilidad y el buen trabajo de conjunto de
la matriz cementante con los agregados, depende de diversos
factores tales como las caractersticas fsicas y qumicas del
cementante, la composicin mineralgica y petrogrfica de las rocas
que constituyen los agregados, y la forma, tamao mximo y textura
superficial de stos.
De la esmerada atencin a estos tres aspectos bsicos, depende
sustancialmente la capacidad potencial del concreto, como material
de construccin, para responder adecuadamente a las acciones
resultantes de las condiciones en que debe prestar servicio. Pero
esto, que slo representa la previsin de emplear el material
potencialmente adecuado, no basta para obtener estructuras
resistentes y durables, pues requiere conjugarse con el
cumplimiento de previsiones igualmente eficaces en cuanto al diseo,
especificacin, construccin y mantenimiento de las propias
estructuras.
2. COMPONENTES DE CONCRETO
2.1. CEMENTOSegn la norma tcnica peruana, el cemento Portland es
un cemento hidrulico producido mediante la pulverizacin del Clinker
compuesto esencialmente por silicatos del calcio hidrulicos y que
contiene generalmente una o ms de las formas sulfatos de calcio
como adicin durante la molienda, es decir:
CEMENTO PORTLAND = CLINKER PORTLAND + YESO
El Clinker Portland es un producto semi acabado de forma de
piedras negruzcas de tamao de tamao aproximadamente, obteniendo de
la calcinacin de una mezcla de materiales clacarios y arcillosos en
proporciones convenientes hasta llegar a una fusin incipiente
(clinckerizacion) 1450C.Est compuesto qumicamente por silicatos de
calcio, aluminatos de calcio, ferro aluminatos de calcio y otros en
pequeas cantidades los cuales se forman por la combinacin de xido
de calcio (CaO) con los otros xidos: dixido de silicio (SiO2),
Oxido de aluminio (Al2O3), oxido frrico (Fe2O3).El Clinker Portland
se en fra rpidamente y se almacena en canchas al aire libre. El
cemento portland en un polvo muy fino y color verdoso. Al mezclarlo
con agua forma una maza (pasta) muy plstica y moldeable que luego
de fraguar y endurecer adquiere una gran resistencia y
durabilidad.
2.1.1. PROPIEDADES DE LOS COMPONENTES PRINCIPALESDespus del
proceso de formacin del Clinker molienda final, se obtiene los
siguientes compuestos establecidos por primera vez por Le Chatelier
en 1852, y que son los defiende el comportamiento de cemento e
hidratado y que detallremos con su frmula qumica, abreviatura y
nombre corriente:
a. SILICATO TRICALCICO (3CaO.SiO2 ---> C3S ---> Alita) Es
el ms importante de los compuestos del cemento. Determina la
rapidez o velocidad de fraguado. Determina la resistencia inicial
del cemento. El calor de hidratacin es equivalente a 120 cal/gr.
Este compuesto tiene mucha importancia en el calor de hidratacin de
los cementos. Contribuye una buena estabilidad de volumen.
Contribuye a la resistencia al intemperismo.
b. SILICATO DICALCICO (2CaO.SiO2 ---> C2S ---> Belita) Es
el segundo en importancia. Endurece con lentitud. Alcanza elevada
resistencia a la comprensin a largo plazo (despus de prolongado
endurecimiento). El valor de hidratacin en equivalente a 63 cal/gr.
Contribuye a la resistencia al intemperismo junta al C3S. Su
contribucin a la estabilidad de volumen es regular.
c. ALUMINATO TRICALCICO (3CaO.Al2O3 ---> C3A) Es el primero
es hidratarse, o sea con mucha rapidez (hidratacin violenta). Tiene
poca resistencia mecnica (no ndice en la resistencia a la
compresin). Tiene baja resistencia al intemperismo (accin de hielo
y deshielo). Tiene estabilidad de volumen. Escasa resistencia a la
accin del ataque de sulfatos y ataques qumicos. Calor hidratacin
equivalente a 207 cal/gr.
d. FERRO ALUMINATO TETRA CALCICO (C4AF --> Celita) Tiene
relativa trascendencia en la velocidad de hidratacin (es
relativamente rpida). El calor de hidratacin en equivalente a 100
cal/gr (moderado). En la resistencia mecnica no est definida su
influencia. La estabilidad de volumen es mala.
NOTA: Silicato tricclico y silicato di clcico, Constituye el 75%
del cemento. Por eso de resistencia mecnica se debe a estos 2
compuestos.
2.1.2. TIPOS DE CEMENTOSLos cementos que contempla la Instruccin
espaola RC-97 son los siguientes: Cementos comunes (Norma UNE
80.301:96) Cementos resistentes a los sulfatos y/o agua de mar
(Norma UNE 80.303:96) Cementos blancos (UNE 80.305:96) Cementos de
bajo calor de hidratacin (UNE 80.306:96) Cementos para usos
especiales (UNE 80.307:96) Cemento de aluminato de calcio (UNE
80.310:96)Los cementos se clasifican en tipos, segn sus
componentes, y en clases segn su resistencia. El nmero que
identifica a la clase corresponde a la resistencia mnima a
compresin, a veintiocho das, expresada en newtons por milmetro
cuadrado (N/mm2).Se exceptan los cementos para usos especiales en
que dicha resistencia se refiere a los noventa das. En las tablas 1
y 2 se da la clasificacin de los cementos comunes, segn tipos y
clases, de acuerdo con la Instruccin RC-97. Los porcentajes en masa
de los distintos tipos de cemento excluyen el regulador de fraguado
y los eventuales aditivos.Por otra parte, conviene no confundir los
aditivos al cemento con las adiciones; stas se refieren siempre a
uno o varios de los siguientes constituyentes: escoria siderrgica
(S), humo de slice (D), puzolanas naturales (P), cenizas volantes
(V) y flleres calizos (L).A ttulo de ejemplo: la designacin para un
cemento portland con adicin de puzolana y de resistencia 42,5 N/mm2
es CEM II/A-P/42,5 UNE 80.301, o bien CEM II/B-P/42,5 UNE 80.301,
segn sea el contenido de puzolana.
(1) Los valores de la tabla se refieren al ncleo de cemento,
entendindose por tal el clnker y las adiciones con exclusin del
sulfato de calcio (regulador de fraguado) y de los aditivos.(2) Los
componentes minoritarios adicionales pueden ser filler, o uno o ms
de los componentes principales, a menos que estn incluidos ya como
tales en el cemento.(3) Cuando algn cemento portland, mixto, en
razn de su composicin, se pueda incluir en alguno de los tipos II
anteriores, deber llevar la denominacin y designacin
correspondientes a dicho tipo.(4) La proporcin de humo de slice se
limita al 10 por 100.(5) La proporcin de filler se limita al 5 por
100.(6) La proporcin de caliza se limita al 20 por 100.
2.1.2.1. PRESCRIPCIONES FSICAS Y MECNICAS DE LOS CEMENTOS
Las caractersticas fsicas y mecnicas ms importantes son:
fraguado, expansin, finura de molido y resistencia a compresin.
FraguadoLa velocidad de fraguado de un cemento viene limitada
por las normas estableciendo un perodo de tiempo, a partir del
amasado, dentro del cual deben producirse el principio y el fin del
fraguado. Ambos conceptos se definen de un modo convencional,
mediante la aguja de Vicat, ya que el fraguado es un proceso
continuo que se inicia al amasar el cemento y se prolonga por el
endurecimiento sin solucin de continuidad
Las penetraciones de la aguja de Vicat sobre una probeta de
pasta normal de cemento, en funcin del tiempo, dan una idea del
proceso de fraguado. Como resultado del ensayo puede dibujarse un
diagrama como el indicado en la figura 1.1. (Norma europea EN
196-3).
Segn la Instruccin espaola RC-97 el fraguado del cemento debe
cumplir las siguientes prescripciones:
Distancias de transporte sea grande. Debe comprobarse, en tales
casos, que el principio de fraguado del cemento se aleja del mnimo
admitido, especialmente si la temperatura ambiente supera a la
normalizada del ensayo, que es de 18 C a 22 C para el agua de
amasado.
Para obras de pavimentos de hormign ejecutadas en verano
conviene utilizar cementos cuyo principio de fraguado, en ensayo
efectuado a 30 C, tenga lugar no antes de una hora.
El fraguado es tanto ms corto y rpido en su comienzo cuanto ms
elevada es la finura del cemento. La meteorizacin de ste
(almacenamiento prolongado) aumenta la duracin del fraguado. La
presencia de materia orgnica (que puede provenir del agua o de la
arena) retrasa el fraguado y puede llegar a inhibirlo. A menor
cantidad de agua de amasado, as como a mayor sequedad del aire
ambiente, corresponde un fraguado ms corto.
ExpansinLos ensayos de estabilidad de volumen tiene por objeto
manifestar, a corto plazo, el riesgo de expansin tarda que puede
tener un cemento fraguado debida a la hidratacin del xido de calcio
y/o del xido de magnesio libres.
El mtodo de ensayo que se utiliza, tanto en Espaa como en el
resto de Europa, es el de las agujas de Le Chatelier (Norma europea
EN 196-3). Consiste en un pequeo molde cilndrico abierto por una
generatriz y terminado por dos agujas para amplificar la expansin.
Una vez relleno con la pasta de cemento, se mantiene 24 horas en la
cmara hmeda. El aumento de la distancia de las dos puntas de las
agujas despus de sumergido el molde en agua en ebullicin, durante
tres horas, mide la expansin.
Segn la Instruccin RC-97, la expansin de cualquier tipo de
cemento no debe ser superior a 10 milmetros.
Finura de molidoEs una caracterstica ntimamente ligada al valor
hidrulico del cemento, ya que influye decisivamente en la velocidad
de las reacciones qumicas que tienen lugar durante su fraguado y
primer endurecimiento.
Al entrar en contacto con el agua, los granos de cemento se
hidratan slo en una profundidad de 0,01 mm, por lo que, si dichos
granos fuesen muy gruesos, su rendimiento sera muy pequeo al quedar
en su interior un ncleo prcticamente inerte.
Si el cemento posee una finura excesiva, su retraccin y calor de
fraguado son muy altos (lo que, en general, resulta perjudicial),
el conglomerante resulta ser ms susceptible a la meteorizacin
(envejecimiento) tras un almacenamiento prolongado, y disminuye su
resistencia a la aguas agresivas. Pero siendo as que las
resistencias mecnicas aumentan con la finura, se llega a una
situacin de compromiso: el cemento portland debe estar finamente
molido, pero no en exceso.
Lo deseable es que un cemento alcance sus debidas resistencias,
a las distintas edades, por razn de calidad del clnker ms bien que
por razn de finura de molido. La nueva normativa, tanto europea
como espaola, no incluye en sus Pliegos prescripciones para la
finura de molido.
Para la determinacin de la finura de molido existen varios
mtodos de ensayo siendo el ms conocido el de la superficie
especfica Blaine (Norma UNE 80.122). Consiste en determinar la
superficie de un gramo de cemento cuyas partculas estuviesen
totalmente sueltas, expresndose en centmetros cuadrados. La
superficie especfica Blaine de los distintos cementos est
comprendida, generalmente, entre 2500 y 4000 cm2 /g.
Otros mtodos para determinar la superficie especfica de molido
son por tamizado en seco (Norma UNE 80.107) y por tamizado hmedo
(Norma UNE 80.108).
Resistencias mecnicasComo resistencia de un cemento se entiende
la de un mortero normalizado, amasado con arena de caractersticas y
granulometra determinadas, con relacin agua/cemento igual a 0,5, en
las condiciones que especifica la Norma UNE 80.101, que es anloga a
la europea EN 196-1.
Las probetas son prismticas de 4 x 4 x 16 cm3. Se rompen primero
a flexo traccin con carga centrada y luego, cada uno de los trozos
resultantes, se rompe a compresin sobre superficie de 4 x 4 cm2.
Las roturas se efectan normalmente a 2, 7 y 28 das.
La resistencia mecnica de un hormign ser tanto mayor cuanto
mayor sea la del cemento empleado. Pero esta caracterstica no es la
nica que debe buscarse, ya que por s sola no garantiza otras
igualmente necesarias, o incluso ms, como por ejemplo la
durabilidad.
En la tabla 2 se dan las prescripciones mecnicas de los
cementos, segn la Instruccin espaola RC-97. Recurdese que el nmero
que identifica la clase de un cemento corresponde a la resistencia
mnima a compresin, a 28 das, expresada en N/mm2 (excepto en
cementos para usos especiales, en que dicha resistencia se refiere
a 90 das). Ni la Instruccin espaola ni la Norma europea especifican
valores para la resistencia a flexo traccin.
2.2. AGUA PARA EL CONCRETO
El agua presente en la mezcla de concreto reacciona qumicamente
con el material cementante para lograr: La formacin de gel Permitir
que el conjunto de la masa adquiera las propiedades que: En estado
no endurecido facilita una adecuada manipulacin y colocacin de la
misma.En estado de endurecimiento se convierte en un producto de
las propiedades y caractersticas deseadas.
Como requisito de carcter general y sin que ello implique la
realizacin de ensayos que permita verificar su calidad, se podr
emplear como aguas de mezclado aquellas que se considere potable, a
las que por experiencia se conoce que pueda ser utilizada en la
preparacin de concreto.
Debe recordarse, no todas las aguas inadecuadas para beber son
inconvenientes para preparar el concreto: en general dentro de las
limitaciones, el agua de mezclado de deber estar libre de
sustancias de colorantes, aceites y azucares.
El agua empleada no debe contener sustancias que pueda producir
efectos sobre el fraguado, la resistencia o durabilidad, apariencia
del concreto, o sobre los elementos metlicos embebidos en este.
Previamente a su empleo, ser necesario investigar y asegurarse
que la fuente de provisin no est sometida a influencias que puedan
modificar su composicin y sus caractersticas con respecto a las
conocidas que permitieron su empleo con resultados
satisfactorios.
2.2.1. REQUISITOS DE CALIDAD
El agua empleada en la preparacin y curado del concreto deber
cumplir con los requisitos de la norma NTP 334.088 y ser
preferencia, potable. Se utilizara aguas no potables solo si:
Estn libres de cantidades prejudiciales de aceite, cidos,
lcalis, sales, arcilla, limo materia orgnica u otras sustancias que
puedan ser dainas al concreto, al acero de refuerzo, o a los
elementos metlicos embebidos, o provocar manchas en su superficie.
La seleccin de las proporciones de las mezcla del concreto se
basaran en ensayos en los que se ha utilizado agua de la fuente
elegida. Los cubos de prueba de concreto, preparados con aguas no
potables y ensayadas de acuerdo a la norma ASTM C 109, deber tener
a los 7 y 28 das resistencias en compresin del orden de no menos
90% de las muestras similares de agua potable.
Est prohibido el empleo de aguas acidas, calcreas, minerales,
carbonatadas o naturales, aguas provenientes de minas, de aguas que
contengan residuos industriales; aguas salubres o con un alto
contenido de sulfatos mayor de 1%; aguas que contengan algas,
materia orgnica, humus o desgas de desages.
2.2.1.1. UTILIZACION DE AGUAS NO POTABLES
Se empleara aguas no potables nicamente si:
El agua es sometida a un anlisis qumico en un laboratorio,
obtenindose como mximo los siguientes valores:
Cuadro: Lmites permisibles para aguas no potables.
La calidad de agua se establecer mediante anlisis de
laboratorio, debindose ser abobada por la supervisin la utilizacin
de la misma y la excepcin de alguno de los valores indicados.
2.2.2. REQUISITOS DEL COMIT 318 DEL ACIFija 4 requisitos para el
agua del mezclado:
1. El agua empleada en el mezclado del concreto deber estar
limpia y libre de cantidades peligrosas de aceites, lcalis, cidos,
sales, materia orgnica u otras sustancias peligrosas para el
concreto o el refuerzo.2. El agua del mezclado para el concreto pre
mezclado o para concreto que deber obtener elementos de aluminios
embebidos, incluida la porcin de agua de mezclado que es
contribuida en forma de agua libre sobre el agregado, no debe
contener cantidades peligrosas de ion cloruro.3. No deber emplearse
en concreto aguas no potables, salvo que las siguientes condiciones
sean satisfechas. La seleccin de las proporciones del concreto
deber basarse en mezclas de concreto en las que se ha empleado en
agua de la misma fuente. Los cubos de ensayos de morteros
preparados de aguas no potables debern tener a los 7 y 28 das
recientes iguales a por lo menos a los 90% de la resistencia de
espcimen similares preparados con agua potables. Los ensayos de
comparacin de resistencia debern ser preparados con morteros,
idnticos con excepcin del agua de mezclado, preparados y ensayados
deacuerdo con la norma ASTM C 109 Test Method for Compressive
Strength of Hydraulic Cement Mortar (empleando especmenes cbicos de
2 o 50mm).
2.2.3. ALMACENAMIENTO
El agua a emplearse en la preparacin del concreto se almacenera
de preferencia en tanques metlicos, o silos. Se tomaran las
precauciones que eviten su contaminacin.
2.3. AGREGADOS PARA EL CONCRETO
Material granular, el cual puede ser arena, piedra natural
zarandeada o chancada, empleado con un medio cementante para formar
concreto o mortero.
Descripcin: Los agregados ocupan comnmente de 60% a 75% del
volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente
en las propiedades del concreto recin mezclado y endurecido, en las
proporciones de la mezcla, y en la economa. Pueden tener tamaos que
van desde partculas casi invisibles hasta pedazos de piedra. Junto
con el agua, el cemento y aditivos, conforman el conjunto de
ingredientes necesarios para la fabricacin de concreto. Esta
identificacin de los materiales se deriva de la condicin mnima del
concreto convencional de dividir los agregados en dos fracciones
principales cuya frontera nominal es 4.75 mm (malla nm. 4 ASTM).
Dependiendo del dimetro medio de sus partculas se clasifican
en:Agregado Fino: Aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en
la malla N 200, el ms usual es la arena producto resultante de la
desintegracin de las rocas.Agregado Grueso: Aquel que queda
retenido en el tamiz N4 y proviene de la desintegracin de las
rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.
2.3.1. CLASIFICACIONExisten varias formas de clasificar a los
agregados, algunas de las cuales son:
2.3.1.1. POR SUNATURALEZALos agregados pueden ser naturales o
artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, adems los
agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en:
agregado grueso, fino y hormign (agregado global).
a.El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8"
y queda retenido en la malla N 200, el ms usual es la
arenaproductoresultante de la desintegracin de lasrocas.b.El
agregado grueso,es aquel que queda retenido en el tamiz N4 y
proviene de la desintegracin de las rocas; puede a su vez
clasificarse en piedra chancada y grava.c.El hormign,es el material
conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado
en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la
corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.
2.3.1.2. POR SUDENSIDADSe pueden clasificar en agregados de peso
especfico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos
especficos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos
especficos son mayores a 2.75.
2.3.1.3. POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIALPor
naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geomtrica
compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En
trminos descriptivos la forma de los agregados puede ser:Angular:
Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.Sub angular: Evidencia
de algo de desgaste en caras y bordes.Sub redondeada: Considerable
desgaste en caras y bordes.Redondeada: Bordes casi eliminados.Muy
Redondeada: Sin caras ni bordes
2.3.1.4. POR EL TAMAO DEL AGREGADOSegn su tamao,
losagregadosparaconcretoson clasificados en:Agregados finos
(arenas) yAgregados gruesos (piedras).
2.3.2. FUNCIONESEN EL CONCRETO
El agregado dentro del concreto cumple principalmente las
siguientes funciones:
a. Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento y
agua), reduciendo el Contenido de pasta en el metro cbico.b.
Proporciona una masa de partculas capaz de resistir
lasaccionesmecnicas de desgaste o de intemperismo, que puedan
actuar sobre el concreto.c. Reducir los cambios
devolumenresultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento,
de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta.
2.3.3. PROPIEDADES DEL AGREGADO
2.3.3.1. PROPIEDADES FISICAS
a.DensidadDepende de la gravedad especfica de sus constituyentes
slidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los
agregados es especialmente importante para los casos en que se
busca disear concretos de bajo o alto peso unitario.Las bajas
densidades indican tambin que el material es poroso y dbil y de
alta absorcin.
b.PorosidadLa palabra porosidad viene de poro que significa
espacio no ocupado pormateriaslida en la partcula de agregado es
una de las ms importantes propiedades del agregado por su
influencia en las otras propiedades de ste, puede influir en la
estabilidad qumica, resistencia a la abrasin, resistencias
mecnicas, propiedades elsticas, gravedad especfica, absorcin y
permeabilidad.
c.Peso UnitarioEs el resultado de dividir el peso de las
partculas entre el volumen total incluyendo los vacos. Al incluir
los espacios entre partculas influye la forma de acomodo de estos.
Elprocedimientopara su determinacin se encuentra normalizado en
ASTMC 29 y NTP 400.017. Es un valor til sobre todo para hacer las
transformaciones de pesos a volmenes y viceversa.
d.Porcentaje de VacosEs la medida de volumen expresado en
porcentaje de los espacios entre las partculas de agregados,
depende del acomodo de las partculas por lo que su valor es
relativo como en el caso del peso unitario. Se evala usando la
siguiente expresin recomendada por ASTM C 29
Donde:S = Peso especfico de masaW = Densidad del aguaP.U.C. =
Peso Unitario Compactado seco del agregado
e.HumedadEs la cantidad de agua superficial retenida por la
partcula, su influencia esta en la mayor o menor cantidad de agua
necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente forma:
2.3.3.2. PROPIEDADES RESISTENTESa. ResistenciaLa resistencia del
concreto no puede ser mayor que el de los agregados; la textura la
estructura y composicin de las partculas del agregado influyen
sobre la resistencia.
Si los granos de los agregados no estn bien cementados unos a
otros consecuentemente sern dbiles. La resistencia al chancado o
compresin del agregado deber ser tal que permita la resistencia
total de lamatrizcementante.
b. TenacidadEsta caracterstica esta asociada con la resistencia
al impacto del material. Esta directamente relacionada con la
flexin, angularidad y textura del material
c. DurezaSe define como dureza de un agregado a su resistencia a
laerosinabrasin o en general al desgaste. La dureza de las
partculas depende de sus constituyentes.Entre las rocas a emplear
en concretos stas deben ser resistentes a procesos de abrasin o
erosin y pueden ser el cuarzo, la cuarzita, las rocas densas de
origen volcnico y las rocas silicosas.
d. Mdulo de elasticidadEs definido como elcambiode esfuerzos con
respecto a la deformacin elstica, considerndosele como una medida
de la resistencia del material a las deformaciones.El mdulo elstico
se determina en muy inusual su determinacin en los agregados sin
embargo el concreto experimentara deformaciones por lo que es
razonable intuir que los agregados tambin deben tener elasticidades
acordes al tipo de concreto. El valor del modulo deelasticidadadems
influye en el escurrimiento plstico y las contracciones que puedan
presentarse.
2.3.3.3. PROPIEDADES TERMICASa. Coeficiente de
expansinCuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los
agregados en funcin de latemperatura, depende mucho de la
composicin y estructura interna de las rocas y varia
significativamente entre los diversos tipos de roca.En los
agregados secos es alrededor de un 10% mayor que
enestadoparcialmente saturado.Los valoresoscilan normalmente entre
0.9 x 10 6 a 8.9 x 10 6 / C.
b.CalorespecficoEs la cantidad de calor necesaria para
incrementar en un grado centgrado la temperatura. No varia mucho en
los diversos tipos de roca salvo en el caso de agregados muy
ligeros y porosos.
c. Conductividad trmicaEs la mayor o menor facilidad para
conducir el calor. Esta influenciada bsicamente por la porosidad
siendo su rango de variacin relativamente estrecho.
Losvaloresusuales en los agregados son de 1.1 a 2.7 BTU/
pie.hr.F
d. DifusividadRepresenta lavelocidadcon que se pueden producir
cambios trmicos dentro de una masa. se expresa como el cociente de
dividir la conductividad entre el producto de calor especifico por
la densidad.
2.3.3.4. PROPIEDADES QUIMICAS
a. Reaccin Alcali-SliceLos lcalis en el cemento estn
constituidos por el Oxido de sodio y de potasio quienes en
condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con
ciertosminerales, produciendo un gel expansivo Normalmente para que
se produzca esta reaccin es necesario contenidos de lcalis del
orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30C y humedades relativas
de 80% y un tiempo de 5 aos para que se evidencie la
reaccin.Existenpruebasdelaboratoriopara evaluar estas reacciones
que se encuentran definidas en ASTM C227, ASTM C289, ASTM C-295 y
que permiten obtenerinformacinpara calificar la reactividad del
agregado.
b. Reaccin Alcali-carbonatosSe produce por reaccin de los
carbonatos presentes en los agregados generando sustancias
expansivas, en el Per no existenevidenciasde este tipo de
reaccin.Losprocedimientospara la evaluaci n de esta caracterstica
se encuentran normalizados en ASTM C-586.
2.3.4. NORMAS Y REQUISITOS DE LOS AGREGADOS PARA EL
CONCRETO2.3.4.1. REQUISITOS OBLIGATORIOSGRANULOMETRIALos agregados
finos y gruesos segn la norma ASTM C-33, y NTP 400.037 debern
cumplir con las granulaciones establecidas en la NTP 400.012,
respectivamente.
TAMIZ%QUE PASA
95 mm (3/8)100
4.75 mm (N4)95-100
2.38 mm (N8)80-100
1.20 mm (N16)50-85
0.6 mm (N30)25-60
0.3 mm (N30)10-30
150 um (N100)2-10
Requisito granulomtrico para el agregado fino
Requisitos granulomtricos para el agregado grueso (fuente: NTP
400.012)
2.4. ADITIVOS PARA EL CONCRETOLos aditivos son productos que se
adicionan en pequea proporcin al concreto durante el mezclado en
porcentajes entre 0.1% y 5% (segn el producto o el efecto deseado)
de la masa o peso del cemento, con el propsito de producir una
modificacin en algunas de sus propiedades originales o en el
comportamiento del concreto en su estado fresco y/o en condiciones
de trabajo en una forma susceptible de ser prevista y controlada.
Esta definicin excluye, por ejemplo, a las fibras metlicas, las
puzolanas y otros. En la actualidad los aditivos permiten la
produccin de concretos con caractersticas diferentes a los
tradicionales, han dado un creciente impulso a la construccin y se
consideran como un nuevo ingrediente, conjuntamente con el cemento,
el agua y los agregados.
2.4.1. CLASIFICACIONDebido a que sus efectos son muy variados,
una clasificacin as es muy extensa, adems debido a que un solo
aditivo modifica varias caractersticas del concreto, adems de no
cumplir todas las que especifica.2.4.1.1. SEGN LA NORMA TECNICA
ASTM-C494
a) TIPO A: Reductor de aguab) TIPO B: Retardantec) TIPO C:
Aceleranted) TIPO D: Reductor de agua retardantee) TIPO E: Reductor
de agua acelerantef) TIPO F: Sper reductor de aguag) TIPO G: Sper
reductor de agua retardante
2.4.1.2. SEGN EL COMIT 212 DEL ACILos clasifica segn los tipos
de materiales constituyentes o a los efectos caractersticos en su
uso:a) Aditivos acelerantes.b) Aditivos reductores de agua y que
controlan el fraguado.c) Aditivos para inyecciones.d) Aditivos
incorporadores de aire.e) Aditivos extractores de aire.f) Aditivos
formadores de gas.g) Aditivos productores de expansin o
expansivos.h) Aditivos minerales finamente molidos.i) Aditivos
impermeables y reductores de permeabilidad.j) Aditivos pegantes
(tambin llamados epxicos).k) Aditivos qumicos para reducir la
expansin debido a la reaccin entre los agregados y los alcalices
del cemento. Aditivos inhibidores de corrosin.l) Aditivos
fungicidas, germicidas o insecticidas.m) Aditivos floculadores.n)
Aditivos colorantes.
2.4.2. RAZONES DE EMPLEO DE UN ADITIVOAlgunas de las razones
para el empleo de un aditivo son:
2.4.2.1. EN EL CONCRETO FRESCO Incrementar la trabajabilidad sin
aumentar el contenido de agua. Disminuir el contenido de agua sin
modificar su trabajabilidad. Reducir o prevenir asentamientos de la
mezcla. Crear una ligera expansin. Modificar la velocidad y/o el
volumen de exudacin. Reducir la segregacin. Facilitar el bombeo.
Reducir la velocidad de prdida de asentamiento.
2.4.2.2. EN EL CONCRETO ENDURECIDO Disminuir el calor de
hidratacin. Desarrollo inicial de resistencia. Incrementar las
resistencias mecnicas del concreto. Incrementar la durabilidad del
concreto. Disminuir el flujo capilar del agua. Disminuir la
permeabilidad de los lquidos. Mejorar la adherencia concreto-acero
de refuerzo. Mejorar la resistencia al impacto y la abrasin.
2.4.3. MODOS DE USOLos aditivos se dosifican hasta en un 5% del
peso de la mezcla y comnmente son usados entre el 0.1 % y 0.5 % del
peso del cemento. La utilizacin de aditivos no debera, con toda
objetividad ser subestimada o menospreciada.El efecto deseado y su
uso lo describen los propios fabricantes pero algunos son
desconocidos incluso por ellos, por lo que es importante que antes
de su uso se realicen pruebas a fin de constatar las propiedades
del material. El uso del aditivo debe incluirse en el diseo de
mezcla de concreto.